楼控系统在大型建筑及智能建筑的应用

赵彦肖

摘要：楼宇自动化控制系统的控制功能原理及在建筑中的应用

关键词：楼宇设备控制系统；火灾报警系统

Abstract: The control of building automation control system functional principle and in construction

Key words: building equipment control systems; fire alarm system

中图分类号: TU208.3文献标识码：A文章编号：

智能建筑(inteiligentbuildings)简介

智能建筑(inteiligentbuildings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物，是信息社会与经济国际化的需要。智能建筑主要有楼宇自动化控制系统(bas)、通信自动化系统(cas)和办公自动化系统(oas)三大系统组成。本章主要是对楼宇自动化控制系统(bas)作有关的论述。智能建筑往往是从楼宇自动化控制系统开始。智能建筑内部有大量的电气设备，如：环境舒适所需要的空调设备、照明设备及绘排水系统的设备等，这些设备多而散：多，即数量多被控制、监视、测量的对象多，多达上百到上万点；散，即这些设备分散在各层和角落。如果采用分散管理，就地控制，监视和测量难以想象。为了合理利用设备，节省能源，节省人力，确保设备的安全运行，自然地提出了如何加强设备的管理问题。 在90年代的今天，随着计算机技术和信息技术突飞猛进的发展。对大楼内的各种设备的状态监视和测量不再是随线式，而是采用扫描测量。系统控制的方式由过去的中央集中监控，转而由高处理能力的现场控制器所取代的集—散型控制系统，中央机以提供报表和应变处理为主，现场控制器以相关参数自动控制相关设备，来达到控制目的。对建筑设备用计算机管理系统来代替操作人员，或作其补充措施，是一种自然发展。自动控制技术经过简单的机械控制器控制、常规仪表控制，进入一个崭新的阶段——计算机控制。

楼宇设备控制系统简介

随着计算机技术、控制技术、通信技术及信息技术的飞速发展，人们对生活、办公环境安全性、舒适性的要求日渐增长，智能建筑应运而生。智能建筑通常包含三大基本要素，即楼宇设备控制系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)，使建筑物能够提供一个合理、高效、舒适、安全、方便的生活和工作环境。

楼宇设备控制系统也被称为楼宇自动化(BAS)控制系统，是智能建筑的一个重要组成部分。楼宇设备控制系统就是对大厦内的各种机电设施进行全面的计算机监控管理，如空调制冷系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯、消防、安全防范系统等；通过对各个子系统进行监控、控制、信息记录，实现分散节能控制和集中科学管理，如：空调制冷系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯、消防、安全防范系统等；通过对各个子系统进行监控、控制、信息记录，实现分散节能控制和集中科学管理，为建筑物用户提供良好的工作环境，为建筑物的管理者提供方便的管理手段，从而减少建筑物的能耗并降低管理成本。

3、楼宇自控系统经常用的设备（1）传感器传感器，自控系统中的首要设备，它直接与被测对象发生联系，作用是感受被测参数的变化，并发出与之相适应的信号。选择传感器有三个要求：高准确性、高稳定性、高灵敏度。1.温度传感器：楼宇工程中应用的主要接触式温度传感器，如热电阻、热电偶、ptc硅感应器等，由于测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，测量常伴有时间上的滞后。如pt1000其在0℃时电阻为1000ω，随着温度的升高电阻减小，灵敏度一般在3~4ω/k，响应速度一般在15~30秒。2.压力传感器：常用的有电气式压力传感器，将被测压力的变化转换为电阻、电感等各种电气量的变化，从而实现压力的间接测量。常用的有压差开关、表压传感器、静压传感器等。3.流量传感器：常用的是电磁流量计，由法拉第电磁感应定律知，在磁场中运动并切割磁力线的导体中会有感应电动势产生，此感应电动势与流体的体积流量呈线性关系。4.湿度传感器：用于测量室内空气相对湿度。5.液位传感器：用于控制水箱、水池等的上限、下限液位。6.风阀执行器：用于控制安装于新风、回风口的风阀，不但可以进行开关控制，而且可以进行开度控制。执行器设有万能夹具，直接夹在风阀的驱动轴上，还有手动复位钮，一般故障时可手动调节。我们可以依据风管横截面的大小可选择不同钮矩的执行器。7.水管阀门执行器：与阀门配套使用，分为开关式和调节式2种，开关式：一般口径大，作用是：控制各系统工艺管道的开启和关闭、各种工况间的切换等在冷热站中；调节式：主要用来控制流量，在空调机组中，根据控制器的温湿度设定值控制回水流量和蒸汽加湿的流量，这样保证温、湿度保持在设定值。（3）现场控制器（ddc） ddc是用于监视和控制系统中有关机电设备的控制器-----一个完整的控制器，有必备的软硬件，能完成独立运行，不受到网络或其它控制器故障的影响。根据不同类型的监控点数提供符合控制要求和数量的控制器。每处ddc具有10-15点数的扩充或余量。（1）控制器构成符合下面要求：a) ddc以32位或16位微处理器的可编程b)具备可脱离中央控制主机独立运行或联网运行能力c)具备电源模块d)具备通信模块e)ddc有在模板led显示每个数字输入，输出点的实时变化状态。当外电断电时，ddc的后备电池可保证ram中数据在60天不掉失。f)当外电重新供应时，在无需人工干预的情况下，ddc能自动恢复正常工作。g)当ddc存储的数据非正常丢失时，用户可通过现场标准串行数据接口和通过网络操作将数据重新写入ddc控制器。h)ddc的操作程序与应用程序皆采用ppcl高级语言编写。i)ddc程序的编写，修改不但在中央站上进行，而且通过便携机进行。j)ddc在外电断时，并且后备电池丢失时，都能存储备应有程序。k)ddc的采集精度与传感器的精度相匹配。l)工作环境是从温度0度到50度，相对湿度是0-90

2）ddc具备下面的功能：定时启停自适应启/停自动幅度控制需求量预测控制事件自动控制扫描程序控制与警报处理趋势记录全面通信能力（4）中央监控站中央管理工作站系统包括：pc主机、彩色大屏幕显示器及打印机等，是bas系统的核心，它直接可以和internet相连。整个大厦内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示，内装工作软件提供给操作人员下拉式菜单、人机对话、动态显示图形，为用户提供一个非常好的、简单易学的界面，操作简单，操作者无需任何经验的软件知识，就可以通过鼠标、键盘一些操作管理整个控制系统。

4、楼控系统的实现--控制功能及原理

大楼的建筑设备自动控制是以空调控制为中心的。空调系统的自动控制是属于一般热力学过程的自动调节。空调系统的自动调节有下列几个好处：a) 对生产性建筑可以提高温湿度的控制精度，提高产品质量；对居住和商业性建筑主要是提高人的舒适感。b) 可以根据被调量变动的情况，给系统增减能量(热或冷)，因此可以降低能耗，节省能源。c) 可以减轻劳动强度。e) 空调机组的自动调节控制系统采用的ddc控制器，装在了回风管内的温度传感器所检测的温度送往ddc控制器与设定点温度相比较，用比例积分加微分控制，输出相应的电压信号，控制装在回水管上的电动调节阀的动作，使回风温度保持在所需要的范围。装设在送风管内的湿度传感器所检测的湿度送往ddc控制器与设定点湿度比较，用比例积分控制，输出相应的电压信号，控制电动蒸汽阀的动作，使送风湿度保持在所需要的范围。装设在回风管及新风管的温度及湿度传感器所检测的温／湿度送往ddc控制器进行回风及新风焓值计算，按回风及新风焓值的比例，输出相应的电压信号，控制回风风门及新风风门的比例开度，使系统节能。1)系统中所有检测数据，均可以在显示屏上显示出来，如：—新风、回风、送风之温湿度—过滤器淤塞报警—风机开停状态2）通过ddc控制器内预先编写的逻辑程序，系统可执行下列连锁功能。—装设在新风入口处的风门与风机连锁。当风机停止后，新风风门全关。—电动调节阀与风机启动连锁。当风机停止后，电动调节阀亦同时关闭。—风机启停状态是用差压开关检测的。当风机启动后，风机两侧的差压超过其设定值时，差压开关内的常开触点闭合，信号送往ddc控制器，系统的控制程序立即投入运行。3)通过手提检测器可现场提取及修改ddc数字控制器内的任何数据，如—传感器检测范围—控制程序参数，包括输入端到输出端等。4)通过ddc上串行接口与网络控制器连接，成为中央监控系统的最基本监控单元。ii冷站控制由装于冷冻机房内的网络控制器及数字式控制器，ddc分站按内部预先编写的软件程序来控制冷水机组台数的启停及各设备的连锁启停。—测量冷冻水供、回水温度及回水流量，从而计算空调实际的冷负荷。—根据实际的冷负荷来决定冷水机组开启台数，使达到最佳节能状态。—冷却水温度控制冷却塔风扇启停。—各设备的程序联动开／停：(1)启动：冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵、冷水机组。(2)停止：冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机。(3)当其中一台冷冻水泵／冷却水泵出现故障时，备用水泵会自动投人工作。：测量冷冻水系统供回水总管的压差控制其旁通阀的开度，使维持压差。(a) 冷水机组控制由中央控制系统进行监视供／回水温度。按程序启／停冷水机组。根据系统的供／回水温度通过就地控制器(ddc)对温度重新设定及负荷的限制等。(b) 冷却塔风机控制由中央控制系统进行监视冷却塔的出水温度及控制水泵的启停。(c) 冷却水泵／冷冻水泵的控制根据冷冻站的控制程序启／停水泵过载报警，对水流量的记录。